沉井可控下沉法技术原理简介.ppt

1、沉井可控下沉法沉井可控下沉法技术技术原理简介原理简介1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存致命缺陷并存2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题 5.5.设计与施工可操作性的问题设计与施工可操作性的问题6.6.开挖方案的优化开挖方案的优化7.7.分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图沉井可控下沉法技术原理简介沉井可控下沉

2、法技术原理简介1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术传入我国已沉井技术传入我国已有有100100多年历史了。多年历史了。我国铁路工程先驱詹我国铁路工程先驱詹天佑、桥梁泰斗茅以升都对天佑、桥梁泰斗茅以升都对沉井技术作出过巨大贡献。沉井技术作出过巨大贡献。泰州长江大桥主桥墩沉井施工泰州长江大桥主桥墩沉井施工584476米高米高1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存江阴长江大桥北锚墩江阴长江大桥北锚墩江阴长江大桥北锚墩江阴长江大桥北锚墩我国最大的沉井我国最大的沉

3、井我国最大的沉井我国最大的沉井 51.251.251.251.269.269.269.269.258585858 面积：面积：面积：面积：3543 3543 3543 3543 平方米平方米平方米平方米体积：体积：体积：体积：20.50 20.50 20.50 20.50 万立方米万立方米万立方米万立方米重量：重量：重量：重量：14.17 14.17 14.17 14.17 万吨万吨万吨万吨1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存南海一号南海一号 古沉船古沉船打捞用钢沉井打捞用钢沉井重量重量 530 吨吨 35.714.412米高

4、米高1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存独特优势：独特优势：沉井具有三维空间刚度，可直接作为基坑围护结构使用。沉井具有三维空间刚度，可直接作为基坑围护结构使用。具有建筑空间、结构基础、基坑支护三位一体功能。具有建筑空间、结构基础、基坑支护三位一体功能。工期较短，可水下施工，适用于饱和软黏土区域施工。工期较短，可水下施工，适用于饱和软黏土区域施工。1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存致命缺陷：致命缺陷：1.1.空间姿态难以实时精确控制；空间姿态难以实时精确控制；

5、2.2.施工期井内外土层变形极大；施工期井内外土层变形极大；3.3.靠自重下沉的理论使其耗材极高；靠自重下沉的理论使其耗材极高；4.4.沉井内开挖出土技术困难较大且代价太高；沉井内开挖出土技术困难较大且代价太高；5.5.大型沉井施工技术不易为广大的施工企业所大型沉井施工技术不易为广大的施工企业所 普遍掌握与使用。普遍掌握与使用。1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存2003-12-23 武汉循礼门武汉循礼门 沉井突沉倾斜沉井突沉倾斜 1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命

6、缺陷并存2009-6-3 广东江门广东江门 沉井突沉倾斜沉井突沉倾斜1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存2005年年 武汉某沉井武汉某沉井1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存由于传统沉井技术的特殊优势与致命缺陷由于传统沉井技术的特殊优势与致命缺陷并存，基坑工程迫切需要沉井技术有新的创新突并存，基坑工程迫切需要沉井技术有新的创新突破，才能广泛地适用于垂直明挖的

7、地下工程。破，才能广泛地适用于垂直明挖的地下工程。狭义沉井可控下沉法狭义沉井可控下沉法 对沉井结构的对沉井结构的 空间姿态实时精确控制空间姿态实时精确控制 广义沉井可控下沉法广义沉井可控下沉法 对传统沉井技术对传统沉井技术的的存在缺陷实施综合治理存在缺陷实施综合治理 1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）沉、永久使用）3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的

8、控制问题 5.5.设计与施工可操作性的问题设计与施工可操作性的问题6.6.开挖方案的优化开挖方案的优化7.7.分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图沉井可控下沉法技术原理简介沉井可控下沉法技术原理简介2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）1.1.制作阶段：制作阶段：在沉井结构的制作状态下，由基桩支撑在沉井结构的制作状态下，由基桩支撑着沉井，极大地降低了对沉井结构的空间刚着沉井，极大地降低了对沉井结构的空间刚度与构件强度的要求，使沉井结构不易变形度与构件强度的要求，使沉井结构不易变形与断裂。与断裂

9、。沉井结构的空间姿态稳定性极好。沉井结构的空间姿态稳定性极好。2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）升降机产品升降机产品2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）2.2.下沉阶段：下沉阶段：沉井借助于千斤顶支撑于基桩上，人们借助沉井借助于千斤顶支撑

10、于基桩上，人们借助于在沉井结构受力支撑点于在沉井结构受力支撑点千斤顶千斤顶基桩之间基桩之间相互交换荷载传递路径的方法，并利用千斤顶的高相互交换荷载传递路径的方法，并利用千斤顶的高度可调性能，精确地控制沉井平稳地下沉，准确终度可调性能，精确地控制沉井平稳地下沉，准确终沉。沉。沉井下沉过程中，其空间姿态始终受到精确沉井下沉过程中，其空间姿态始终受到精确控制。控制精度达到毫米级。控制。控制精度达到毫米级。2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作

11、、下沉、永久使用）3.3.永久使用阶段：永久使用阶段：将沉井与基桩之间用承台联结，实现沉将沉井与基桩之间用承台联结，实现沉井永久使用阶段空间姿态的控制。井永久使用阶段空间姿态的控制。2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）1.1.地铁车站施工过程模拟地铁车站施工过程模拟2.2.市政小沉井分次制作、分次下沉施工模拟市政小沉井分次制作、分次下沉施工模拟1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史

12、及现状，独特优势及致命缺陷并存2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题 5.5.设计与施工可操作性的问题设计与施工可操作性的问题6.6.开挖方案的优化开挖方案的优化7.7.分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图沉井可控下沉法技术原理简介沉井可控下沉法技术原理简介3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题沉井内外沉井内外 土层变形土层变形 是致命缺

13、陷是致命缺陷 3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题1.在在井外沉入螺旋锚井外沉入螺旋锚，控制井外土体下沉。控制井外土体下沉。反力加载在沉井反力加载在沉井上，上，加大刃脚插入深度。加大刃脚插入深度。3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题 3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题 3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题2.使用使用钢板刀片刃脚钢板刀片刃脚，实现切土下沉，提高，实现切土下沉，提高控制土层变形的能力。控制土层变形的能力。3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井

14、外土层变形的控制问题 3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题3.3.局部剖面图模拟局部剖面图模拟3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题3.3.在在井内打入钢板井内打入钢板桩墙桩墙，与井外止水，与井外止水帷幕联合使用，控帷幕联合使用，控制井内外土层变形。制井内外土层变形。水泥用量减水泥用量减少一半以上少一半以上3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）

15、对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题 5.5.设计与施工可操作性的问题设计与施工可操作性的问题6.6.开挖方案的优化开挖方案的优化7.7.分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图沉井可控下沉法技术原理简介沉井可控下沉法技术原理简介4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题沉井靠自重下沉与抗浮的计算理论沉井靠自重下沉与抗浮的计算理论基基础，导致大量的消耗钢筋混凝土等建材，础，导致大量的消耗钢筋混凝土等建材，其经

16、济性极为恶劣其经济性极为恶劣。这也这也是传统沉井的致命缺陷。是传统沉井的致命缺陷。4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题1.1.在空间姿态受控的前在空间姿态受控的前提下，提下，井外螺旋锚可对井外螺旋锚可对沉井实施加载沉井实施加载，加大下，加大下沉力，减少沉井设计自沉力，减少沉井设计自重。重。4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题2.2.在空间姿态受控的在空间姿态受控的前提下，前提下，钢板刃脚可钢板刃脚可实现土层对沉井减少实现土层对沉井减少阻力阻力，减少沉井设计，减少沉井设计自重。自重。4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题3.3

17、.在空间姿态受在空间姿态受控的前提下，控的前提下，双双向千斤顶可实现向千斤顶可实现拖拽沉井下沉拖拽沉井下沉，加大下沉力，减加大下沉力，减少沉井设计自重。少沉井设计自重。4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题4.4.市政小沉井分次制作拖拽下沉模拟市政小沉井分次制作拖拽下沉模拟4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题4.4.螺旋锚对基桩叠加抗拔力螺旋锚对基桩叠加抗拔力，可加大沉井下沉力。，可加大沉井下沉力。可以设计单桩抗拔力达到可以设计单桩抗拔力达到100100吨吨4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题5.5.基桩与沉井的连接基桩与沉

18、井的连接，可增大沉井的抗浮能力，减，可增大沉井的抗浮能力，减少沉井设计自重。少沉井设计自重。1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题 5.5.设计与施工可操作性的问题设计与施工可操作性的问题6.6.开挖方案的优化开挖方案的优化7.7.分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图分项技术解决沉井缺陷的关联度示意

19、图沉井可控下沉法技术原理简介沉井可控下沉法技术原理简介5.5.施工设计的可操作性问题施工设计的可操作性问题 1.1.井内支撑体系井内支撑体系的改良，实现快速施工和降低成本。的改良，实现快速施工和降低成本。2.2.井外支撑体系井外支撑体系的改良，实现快速施工和降低成本。的改良，实现快速施工和降低成本。外支撑体系5.5.施工设计的可操作性问题施工设计的可操作性问题3.3.设置设置井内支撑体系，使沉井施工面积不受限制井内支撑体系，使沉井施工面积不受限制。1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下

20、沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题 5.5.设计与施工可操作性的问题设计与施工可操作性的问题6.6.开挖方案的优化开挖方案的优化7.7.分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图沉井可控下沉法技术原理简介沉井可控下沉法技术原理简介6.6.开挖方案的优化开挖方案的优化在沉井壁预留孔洞，井外设置活动栈桥，在沉井壁预留孔洞，井外设置活动栈桥，井内设置平台栈桥，井内设置平台栈桥，汽车直接进入沉井内部装土运土汽车直接进入沉

21、井内部装土运土。6.6.开挖方案的优化开挖方案的优化6.6.安全、快速低造价开挖方案模拟安全、快速低造价开挖方案模拟1.1.沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存沉井技术的发展历史及现状，独特优势及致命缺陷并存2.2.对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）对空间姿态的三阶段控制概念（制作、下沉、永久使用）3.3.对井内、井外土层变形的控制问题对井内、井外土层变形的控制问题4.4.对下沉力及抗浮力的控制问题对下沉力及抗浮力的控制问题 5.5.设计与施工可操作性的问题设计与施工可操作性的问题6.6.开挖方案的优化开挖方案的优化7.7.分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图分项技术

22、解决沉井缺陷的关联度示意图沉井可控下沉法技术原理简介沉井可控下沉法技术原理简介6.6.分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图分项技术解决沉井缺陷的关联度示意图 正相关正相关突突沉沉超超沉沉倾倾斜斜旋旋转转平平移移外外土土下下沉沉内内土土涌涌起起变变形形断断裂裂沉沉降降沉沉降降差差下下沉沉抗抗浮浮代代价价适适用用面面积积水水力力开开挖挖开开挖挖效效率率成成本本速速度度与与工工期期 1沉井结构沉井结构与控沉方与控沉方法法控制空间控制空间姿态姿态2螺旋锚螺旋锚减载加减载加载载3内支撑内支撑体系体系快速施工快速施工降低成本降低成本4外支撑外支撑体系体系快速施工快速施工 降低成本降低成本5刃脚刃脚切土下沉切土下沉控制变形控制变形6钢板桩钢板桩墙墙二次支护二次支护抵抗涌土抵抗涌土7拖拽下拖拽下沉沉拖拽下沉拖拽下沉控下沉力控下沉力缺陷缺陷问题问题关联度关联度技术方法技术方法 特征特征8汽车进入汽车进入沉井内部沉井内部快速出快速出土土 谢谢 谢谢